干扰载体构建SOP.docx
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1、shRNA干扰载体构建SOP目录第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分第六部分RNA干扰原理及shRNA设计2酶切与回收6退火与连接7转化与涂平板9挑菌与菌液PCR 11质粒提取13第一部分RNA干扰原理及shRNA设计标准操作规程(SOP)1.目的:理解RNA干扰原理,设计shRNA干扰序列2-仪器与设备:需要可以连接Internet的个人计算机,引物设计相关软件(如Primer Premier 5)。3. 操作步骤3.1 RNA干扰原理1) RNAi概述:RNA干扰RNA interference, RNAi是指在进化过程中高度保守的、由双链 RNAdouble-stranded RNA
2、,dsRNA诱发的、同源mRNA高效特异性降解的现象。简单 的说是指一种分子生物学上由双链RNA诱发的基因沉默现象。当细胞中导入与内源性 mRNA编码区同源的双链RNA时,该mRNA发生降解而导致基因表达沉默,是一种特异 性的转录后基因沉默(post-transcriptional gene silencing)。由于RNAi具有高度的序列专一 性和有效的干扰,可以特异地将特定的基因沉默,从而获得基因功能丧失或基因表达量 的降低,因此可以作为功能基因组学的一种强有力的研究工具。RNAi技术可广泛应用到 包括功能学,药物靶点挑选,细胞信号传导通路分析,疾病治疗等等。2) RNAi原理:RNA干扰
3、包括起始阶段和效应阶段(inititation and effector steps)。在起始阶 段,小分子RNA被切割为21-23核苷酸长的小分子干扰RNA片段(small interfering RNAs, siRNAs)。证据说明;一个称为Dicer的酶,是RNase III家族中特异识别双链RNA的一员, 它能以一种ATP依赖的方式逐步切割由外源导入或者由转基因,病毒感染等各种方式引 入的双链RNA,形成19-21bp的双链RNAs(siRNAs),每个片段的3端都有2个碱基突出。 在RNAi效应阶段,siRNA双链结合一个核酶复合物从而形成所谓RNA诱导沉默复合物RNA-induce
4、d silencing complex, RISC。激活 RISC 需要一个 ATP依赖的将小分子 RNA 解 双链的过程。激活的RISC通过碱基配对定位到同源mRNA转录体上,并在间隔siRNA 3 端12个碱基的位置切割mRNA。尽管切割确实切机制尚不明了,但每个RISC都包含一 个siRNA和一个不同于Dicer的RNA酶。3) RNAi示意图(见图1)3.2 shRNA 设计1) shRNA:即short hairpin RNA(短发卡RNA),包含两个短反向重复序列(其中一个与目的基因互补),中间由一个loop序列分隔,组成发夹构造MhRNA在体内可以被加工成siRNA 从而降解目的
5、基因.。示意图见图2。2) shRNA作用原理:见图3。3) shRNA设计原那么: 克隆到shRNA表达载体中的shRNA包括两个短反向重复序列,中间由一茎环(loop) 序列分隔的,组成发夹构造,由poim启动子控制。随后在连上5-6个T作为RNA 聚合酶III的转录终止子; 两个互补的寡核苷酸两端须带有限制性酶切位点; StrataGENE发现29个寡核苷酸较之原先推荐的23个寡核苷酸可以更有效的抑制目 的基因; 在启动子下游的酶切位点下方紧连一个C,使插入片段和启动子有一定空间间隔以 确保转录的发生; shRNA目的序列的第一个碱基必须是G以确保RNA聚合酶转录。假如选择的目的序 列不
6、以G开头,必须在紧连正义链的上游加一个G; ShRNA插入片段中的茎环应当靠近寡核苷酸的中央。不同大小和核苷酸序列的茎环 都被成功的运用过。其中包含一个独特的限制性酶切位点的茎环利于检测带有 shRNA插入片段的克隆。在比拟了众多不同长度和序列的茎环,5TCAAGAG3序列 最为有效(AMBION use); 5-6个T必须放置在shRNA插入片段尾部以确保RNA聚合酶III终止转录(stop); 在正义链和反义链序列上不能出现连续3个或以上的T,这可能导致shRNA转录的 提早终止; 从转录本(mRNA)的AUG起始密码开场,寻找“AA或者NA二连序列,并记下其 3端的19个碱基序列,作为潜
7、在的siRNA靶位点。正义链和反义链都采用这19个 碱基(不包括AA或者NA重复)来设计。图2 shRNA示意图图3 shRNA作用原理4) shRNA设计举例 以人源基因VEGFC为例,选取干扰靶点序列为:GCCGATGCATGTCTAAACT 在该序列两端加上酶切位点,中间插入Loop环,设计shRNA片段:BamH I 靶点序列环构造靶点反义序列HindIIIGATCC GCCGATGCATGTCTAAACT TTCAAGAGAAGTTTAGACATGCATCGGCTTTTTTAG CGGCTACGTACAGATTTGA AAGTTCTCT TCAAATCTGTACGTAGCCGAAAA
8、ATTCGA 正反向Oligo序列分别为:H-VEGFC-sh-F:5-GATCC3CCGATGCATGTCTAAACTTTCAAGAGAAGTTTAGACATGCATCGGCTTTTTT-3H-VEGFC-sh-R:5-AGCTTAAAAAAGCCGATGCATGTCTAAACTTCTCTTGAAAGTTTAGACATGCATCGGE3将该Oligo片段正反向一起混合退火后,即可直接与载体进展连接,构建shRNA干扰载 体。第二部分干扰载体概述 标准操作规程(SOP)实验名称shRNA干扰载体构建SOP S2:干扰载体概述起草人/修订人何章荣修订日期2021 .7审核人审核日期批准人批准日期
9、颁发部门1. 目的:理解干扰载体的特点2. 载体概述 带有U6启动子,保证shRNA的高表达; 带有GFP标签,可用于检测转染效率; 带有多克隆位点; 带有新霉素(Neomycin)抗性,可用于挑选稳定细胞株3. 载体图谱Polylinker:78-101U6 Promoter: 6131-77 CMV Promot&r: 140-727 cGFP745-1463SV40 Promoter: 2152-2497Neomycin:253S-3332pUC orii: 404&-4536Ampicillin:4834-5694Forward Sequencing Primer: WDM DRNAr
10、LI&FwmE (TACGATACAAGGCTGTTAGAGAG)Reverse Sequencing Primer DA0012; dRNAR缸割郭 (TAGAAGGCACAGTCGAGG)图载体图谱第三部分酶切与回收 标准操作规程(SOP)实验名称shRNA干扰载体构建SOP S3:酶切与回收起草人/修订人何章荣修订日期2021 .7审核人审核日期批准人批准日期颁发部门1. 目的:通过酶切可以获得带酶切位点的线性化质粒载体,使用试剂盒对其进展回收。2. 试剂与材料名称公司货号限制性内切酶Thermo1.5mL tubeAxygen0.2mL PCR tubeAxygenCycle Pure
11、 KitOMEGAD6492-013.仪器与设备名称公司货号MAXYGENE Thermal CyclerAxygenMaxyGeneGradient移液器大龙掌上离心机其林贝尔LX-200恒温水浴锅精宏DK-804. 操作步骤4.1酶切以Thermo内切酶为例,准备好冰盒,将所需试剂从冰箱中取出后置于冰上,待试剂融化后, 在离心管中参加:10xbuffer Tango5rL内切酶 Hindlll1rL内切酶BamHI1rLshRNA干扰质粒pNAT-U6.1 1曲ddH2Oup to 50rL盖紧管盖,离心15s。将离心管置于离心管架上,放入37水浴锅中,酶切1h(时间长短根 据酶的反响效率
12、而异,可参考产品说明书)。也可以直接使用PCR仪进展酶切反响。Notes: 根据酶的特点,可能要求用到BSA,可根据说明书进展操作。双酶切时,假如仅其中一 种酶需要用到BSA,那么也需要在酶切体系中参加BSA,因为BSA不会影响内切酶的活 性。 假设两个位点的内切酶使用一样缓冲液(即在该种缓冲液里酶活性最高),可参加两种酶 同时进展反响 假设使用不同缓冲液,那么可先进展单酶切,回收后再进展第二次酶切,再次回收。 由于载体上的两个酶切位点一般相距较近,有些酶需要更多的保护碱基,那么同时进展 双酶切可能效率不高。可先参加需要更多保护碱基(或是酶切效率较低)的内切酶,反响 完毕后回收(假如两种酶使用
13、同一类缓冲液,那么可省去回收步骤),再参加第二种酶进 展反响。酶切后的载体通过凝胶电泳别离然后回收纯化,去除切割下来的小片段,从而 降低假阳性。4.2酶切产物回收以OMEGA Cycle Pure Kit试剂盒为例。1)将酶切产物转移至1.5mL离心管,参加4-5倍酶切产物体积的Buffer CP;假如PCR片段 长度小于200bp,那么参加6倍体积的Buffer CP;2)漩涡震荡混匀,短暂离心,搜集管壁上的液体;3)将混合物参加至试剂盒提供的HiBind DNA吸附柱,10000g,室温离心1min;4)弃残液,参加 700rL DNA WASH Buffer,10000g,室温离心 1m
14、in;5)重复步骤4;6)弃残液后,13000,室温离心2min;7)将HiBind DNA吸附柱置于干净的1.5mL离心管,参加15-30RL Elution Buffer或ddH2O, 室温放置1-2min,13000,室温离心2min,搜集DNA产物。第四部分退火与连接 标准操作规程(SOP)实验名称shRNA干扰载体构建SOP、4:退火与连接起草人/修订人何章荣修订日期2021 .7审核人审核日期批准人批准日期颁发部门1. 目的:将单链的shRNA上下游片段进展退火,形成双链DNA片段,随后连接至酶切后的载体。2. 试剂与材料:名称公司货号5乂退火缓冲液自制shRNA Oligo 片段
15、华大基因ddH2O自制0.2mL PCR TubeAxygenp质粒载体金斯瑞T4 ligase康为生物CW08053.仪器与设备名称公司货号离心机ThermoPICO 17掌上离心机其林贝尔LX-200MAXYGENE Thermal CyclerAxygenMaxyGeneGradient移液器大龙4.操作步骤4.1退火1)按下表配制5 乂退火缓冲液:成分终浓度Tris50mM (pH 8.0)NaCl250mMEDTA5mM2)将合成好的Oligo片段用蒸馏水溶解稀释至100RM,在离心管中按下表参加各成分:Oligo F (100rM)4rLOligo R (100rM)4rL5乂退火
16、缓冲液2rL3) 一共10RL,短暂离心后将液体搜集至管底,放入PCR仪中,执行以下程序:95 C5min80 C4min75 C4min70 C4min65 C2min60 C2min55C2min50C2min45C2min40C2min37C2min20C20min程序完毕后,可4C短时间保存,或-20C长期保存。4.3 连接由于shRNA片段已带有酶切后的粘性末端,故可直接与酶切后的载体进展连接。退火后的混合物稀释10倍,使用1 10 RL移液枪在离心管中参加:10xbuffer1rLT4 DNA ligase0.1rL退火混合物(已稀释10倍)1RL酶切后载体3rLH2Oup to
17、10rL一共10rL,细微吹吸混匀,盖紧管盖,离心15s,PCR仪上22C反响30min。第五部分转化与涂平板 标准操作规程(SOP)实验名称shRNA干扰载体构建SOP S5:转化与涂平板起草人/修订人何章荣修订日期2021 .7审核人审核日期批准人批准日期颁发部门1. 目的:将连接好的质粒转化大肠杆菌,然后涂平板进展挑选。2. 试剂与材料名称公司货号DH5a博迈德琼脂糖Biowest琼脂粉BIOSHARP氨苄青霉素Axygen胰化蛋白胨OXOIDL42酵母提取物OXOIDLP0021NaCl湖南汇虹一次性使用培养皿姜堰市为尔康医用品公司1.5mL tubeAxygen0.2mL PCR t
18、ubeAxygen3.仪器与设备名称公司货号恒温摇床上海浦东物理化学仪 器厂THZ-92C移液器大龙掌上离心机其林贝尔LX-200恒温水浴锅精宏DK-80净化工作台苏州净化SW-CJ-2D磁力加热搅拌器湘仪78-14.操作步骤4.1配制LB培养基 液体LB培养基:在大烧杯中参加900 ml去离子水,称取以下试剂参加烧杯中:胰化蛋白胨 10g酵母提取物 5gNaCl10g用搅拌器搅拌混匀,直至全部溶解。用去离子水定容至1L,121C高温蒸汽灭菌20min。 固体LB培养基:配置好液态LB培养基后,参加琼脂粉至终浓度1.5%,121C高温蒸汽灭菌20min。4.2转化插入片段和载体连接后,可直接进
19、展转化。1)翻开水浴锅,调至42C。准备好冰盒,将装有大肠杆菌感受态细胞DH5a(100RL)的离心管从-80C冰箱中取出,迅速置于冰上;2)待感受态细胞完全融化后,用1 10 RL移液枪将10RL连接产物参加离心管中,细微混 匀(动作需轻柔),置于冰上30min;3)将离心管置于42C水浴锅,热激90s,然后迅速取出,置于冰上5min;4)超净台中操作,在离心管中参加890RL不含抗生素的LB培养基,置于37C摇床上,200rpm震荡培养45min;5)超净台中操作,取100RL转化液涂布于含抗生素(如氨卞)的LB平板培养基,置于37C孵 箱,过夜培养。设置对照: 对照A-将双酶切后的载体质
20、粒直接进展连接反响(不加插入片段),然后进展转化。这 个对照可检测双酶切是否完全。假如长出克隆,说明双酶切不完全,部分质粒完全没有 酶切或只进展了单酶切,如没长出克隆,那么证明双酶切完全。 对照B.载体双酶切后,不进展连接反响,直接进展转化。假如长出克隆,说明有残留的未被任何酶切的原始质粒。 对照C:将未酶切的原始质粒直接进展转化,验证转化过程的正确性。假如长出大量克 隆,说明转化成功,否那么视为转化失败。 对照D:取20UL感受态细胞直接涂布于不含有抗生素的LB平板上,检测感受态细胞 的活性。假如长出大量克隆,说明感受态细胞活性好。4.3涂平板1)倒平板:将装有固体LB培养基的三角瓶(去掉封
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